茶叶所于1958年9月经国务院批准在杭州正式成立，2001年6月增挂“浙江省茶叶研究院”牌子，是目前我国唯一一家以茶为研究对象的国家级综合性研究机构。现设茶树资源与改良研究中心、茶树种植工程研究中心、茶叶加工工程研究中心、茶叶质量标准与检测技术研究中心、茶叶质量认证发展研究中心、茶业经济与信息研究中心、农产品质量安全研究中心、茶业职业技能培训中心等9个业务部门和5个职能部门。

现有在职工作人员261人，其中事业编制职工175人，有中国工程院院士1名，具有高级职称101人。在读硕士、博士研究生151人，是国内较早具有茶学硕士、博士学位授予权的单位之一。主要承担基础性、前沿性和公益性科研工作，是迄今国内外同类机构中学科设置最全、研究领域最广、人才与技术力量最雄厚、研究实力最强的综合性茶叶科研机构。

先后取得各类获奖成果123项，其中国家级科技成果奖15项、省部级奖50项。建成了世界上最大的茶树种质资源圃，保存了国内外茶树种质3700多份，为世界茶树资源最丰富的基因库；育成了34个国家级品种、3个省级品种，其中龙井43等品种已成为我国茶区主栽品种。建有国家茶产业工程技术研究中心、国家茶树改良中心等16个国家级、省部级平台，牵头组建了国家茶叶产业技术体系、国家茶产业技术创新联盟。实施了90%以上行业各类科技计划重大项目，国家自然科学基金获得资助数居同类机构之首。连续多年获评省“科技特派员工作先进单位”。